(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記開口部において、前記複数のダミー導体層の合計面積よりも、前記複数のダミー導体層が形成されていない開口部の面積が大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の入力装置。
前記開口部の中央部に位置する前記ダミー導体層の面積よりも、前記開口部の周縁部において前記導体層に隣り合って位置する前記ダミー導体層の面積が小さいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の入力装置。
前記開口部の周縁部において隣り合う前記ダミー導体層と前記導体層との距離が、複数の前記ダミー導体層同士の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の入力装置。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機やスマートフォン等のモバイル機器の表示部において、透光型の入力装置が用いられている。入力装置の構成や検出方式として、種々のものが知られており、例えば、下記特許文献1には静電容量式の入力装置が開示されている。
【0003】
特許文献1に記載の入力装置は、基材の表面に複数の電極が互いに隣り合って配置されており、隣り合う電極間に静電容量が形成される。操作者が入力操作の際に、指などの被検出体を入力装置の入力面に近づけると、電極間の静電容量が変化して、これにより入力位置情報を検出できる。基材表面の入力領域おいて、電極に接続された引出配線が多数引き回されており、引出配線を介して入力位置情報が外部の制御回路などに伝達される。このような入力装置において、入力面側から電磁ノイズが侵入して引出配線に重畳すると、電磁ノイズにより発生した信号を入力位置情報の信号と誤認識して、入力装置の誤検出が発生する場合がある。
【0004】
特許文献2には、入力面側から侵入する電磁ノイズを遮蔽可能な入力装置について記載されている。
図10(a)は、特許文献2に記載される従来例の入力装置110について透過平面図を示し、
図10(b)は、
図10(a)のX−X線で切断して矢印方向から見たときの断面図を示す。なお、
図10(a)では、見やすくするために導体層132に斜線を付して示している。
【0005】
図10(b)に示すように、第1の基材121には複数の電極122が配置されており、
図10(a)及び
図10(b)に示すように、複数の電極122から引き出された引出配線123が、複数の電極122の間を引き回されている。そして、引出配線123に対して入力面111a側に導体層132が設けられており、導体層132は、平面視で引出配線123と重なる位置に配置されている。
【0006】
導体層132を設けることにより、入力装置110の入力面111a側から電磁ノイズが侵入した場合であっても、外部からの電磁ノイズが導体層132によって遮蔽されて、入力装置110の誤検出の発生を防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来例の入力装置110において、
図10(a)に示すように、電極122と重なる位置において、導体層132には開口部133が設けられている。これにより、入力操作を検出する際に、導体層132に遮蔽されることなく指などの被検出体と電極122との間で静電容量が形成される。
【0009】
しかしながら、導体層132として、例えばITO等の透明導電材料が用いられている。ITO等の透明導電材料の透光率は、材料、製法、厚さ等で変化するが、一般的に75%〜95%程度である。よって、導体層132を完全に透明にすることは困難であり、
図10各図に示すように、導体層132が設けられた箇所と、導体層132が設けられていない箇所(開口部133)との間で透光率の差が生じるため、導体層132が操作者から視認されてしまうという課題がある。
【0010】
図11(a)は、比較例の入力装置210の透過平面図を示し、
図11(b)は、
図11(a)のXI−XI線で切断して矢印方向から見たときの断面図を示す。比較例の入力装置210は、導体層232の開口部233において、ダミー導体層234が設けられている。ダミー導体層234は、導体層232と同じ材料を用いて形成されており、導体層232とダミー導体層234との間には、スリットが形成されて互いに離間されている。こうすることで、入力領域全体の透光率が均一になり、導体層232が視認されることを防止できる。
【0011】
しかし、比較例の入力装置210では、ダミー導体層234の面積が、電極222と同程度の大きい面積を有しているため、ダミー導体層234の周囲を囲む導体層232と、ダミー導体層234とが、静電容量結合する。したがって、ダミー導体層234の全体が、導体層232と同様にシールド機能を有することとなり、入力操作の検出感度が低下するという課題が生じる。
【0012】
本発明は、上記課題を解決して、検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線を覆って配置された導体層が操作者から視認されることを防止可能な入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の入力装置は、
第1基材及び第2基材と、前記
第1基材に設けられた複数の電極及び引出配線と、
導体層とを有する入力装置であって、前記
第1基材の入力面側に配置された
前記第2基材は前記導体層を有し、前記引出配線は、前記複数の電極同士の間を引き回されて前記複数の電極のそれぞれに接続されており、前記導体層は透光性を有し、前記引出配線を覆って配置されるとともに、前記電極と重なる開口部を有しており、前記開口部には、透光性を有する複数のダミー導体層が前記電極と重なって設けられており、複数の前記ダミー導体層は、前記導体層に対して離間して配置されて、かつ、複数の前記ダミー導体層同士が互いに離間して配置されていることを特徴とする。
【0014】
これによれば、開口部に複数のダミー導体層が設けられているため、ダミー導体層を含む開口部全体の透光率と、導体層が設けられた領域の透光率との差を小さくすることができる。よって、導体層が視認されることを防止することができる。また、複数のダミー導体層が互いに離間して配置されているため、比較例に示すような大きな面積を有する一つのダミー導体層を設ける場合に比べて、導体層とダミー導体層との静電容量結合及びダミー導体層同士の静電容量結合が抑制される。よって、ダミー導体層がシールドとして機能することを防ぎ、入力装置の検出感度の低下を抑制することができる。
【0015】
したがって、本発明の入力装置によれば、検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線を覆って配置された導体層が操作者から視認されることを防止できる。
【0016】
本発明の入力装置において、複数の前記ダミー導体層は、前記導体層と同じ材料を有することが好ましい。これによれば、導体層の透光率とダミー導体層の透光率とが同等であるため、導体層が操作者に視認されることを防ぐことができる。
【0017】
本発明の入力装置は、前記開口部において、前記複数のダミー導体層の合計面積よりも、前記複数のダミー導体層が形成されていない開口部の面積が大きいことが好ましい。これによれば、ダミー導体層の面積が小さいため、導体層とダミー導体層との静電容量結合を低減させることができる。よって、ダミー導体層がシールドとして機能することを防いで、入力装置の検出感度の低下を抑制することができる。
【0018】
本発明の入力装置において、前記開口部の中央部に位置する前記ダミー導体層の面積よりも、前記開口部の周縁部において前記導体層に隣り合って位置する前記ダミー導体層の面積が小さいことが好適である。これによれば、複数のダミー導体層の面積を異ならせて、導体層に隣り合うダミー導体層の面積を小さくすることにより、導体層とダミー導体層との静電容量結合を効果的に低減させることができる。また、前記開口部の中央部に位置するダミー導体層の面積を大きくすることにより、ダミー導体層を含む開口部全体の透光率と導体層の透光率との差を小さくすることができる。これにより導体層が操作者によって視認されることを防止して、視認性を向上させることができる。
【0019】
本発明の入力装置において、前記開口部の周縁部において隣り合う前記ダミー導体層と前記導体層との距離が、複数の前記ダミー導体層同士の距離よりも大きいことが好ましい。これによれば、ダミー導体層と導体層との距離を大きくして、導体層とダミー導体層との静電容量結合を低減させることができる。よって、ダミー導体層がシールドとして機能することを効果的に防いで、入力装置の検出感度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の入力装置によれば、検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線を覆って配置された導体層が操作者から視認されることを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態の入力装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示す。
【0023】
図1は、本発明の実施形態における入力装置の分解斜視図である。
図2は、本実施形態の入力装置を構成する第1の基材の平面図である。また、
図3は、本実施形態の入力装置を構成する第2の基材の平面図である。
【0024】
図1に示すように、本実施形態の入力装置1は、第1の基材21と、第1の基材21の上方に配置された第2の基材31と、第1の基材21の下方に配置された第3の基材41と、を有して構成される。さらに、第2の基材31の上部には、表面パネル11が設けられている。
【0025】
表面パネル11は、透光性のガラス材料又は樹脂材料を用いて平板状に形成されている。
図1に示すように、表面パネル11の裏面側には、着色された加飾層12が設けられており、加飾層12は、表面パネル11の外周部において額縁状に形成されている。入力装置1において、加飾層12と重なる領域は非入力領域16であり、加飾層12によって囲まれた領域が入力操作を行う入力領域15である。操作者は、指などの被検出体を表面パネル11の入力面11aに接触させて、又は接触させずに近づけた状態で入力操作を行うことができる。なお、加飾層12は、表面パネル11に直接印刷形成することができる。また、加飾層12が設けられた加飾フィルムを別に用意して、これを表面パネル11に貼り合わせる構成であっても良い。
【0026】
図1及び
図2に示すように、第1の基材21の入力領域15には、複数の電極22が配置されている。
図2に示すように、複数の電極22は、それぞれ矩形状に形成されており、X1−X2方向及びY1−Y2方向において間隔を設けて配列される。複数の電極22とグラウンド層(図示しない)との間には、それぞれ静電容量が形成されており、操作者が入力操作を行う際に、入力位置における電極22と指などの被検出体との間に静電容量が形成される。入力操作の際、電極22とグラウンド層との間の静電容量と、電極22と指などの被検出体との間の静電容量との合計の静電容量が検出されて、この静電容量変化により入力位置情報を検出することができる。
【0027】
図2に示すように、複数の電極22のそれぞれに引出配線23が接続されている。引出配線23は、入力領域15において複数の電極22同士の間を引き回されており、入力領域15から非入力領域16に延在する。そして、複数の引出配線23は非入力領域16において並行に配置されて、第1の接続端子28に接続される。つまり、非入力領域16に設けられた第1の接続端子28と複数の電極22とは、引出配線23を介して接続される。第1の接続端子28は、
図1に示す外部のフレキシブルプリント基板45に接続されて、入力位置情報が外部回路へ伝達される。
【0028】
本実施形態の入力装置1において、第1の基材21は、フィルム状の樹脂材料を用いて形成される。例えば、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、環状ポリオレフィン(COP)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)等の透光性樹脂材料が用いられる。複数の電極22は、ITO(Indium Tin Oxide)、SnO
2、ZnO等の透明導電材料を用いて形成されており、スパッタや蒸着等の薄膜法により形成される。また、引出配線23は、入力領域15において操作者から視認されないように、電極22と同じ透明導電材料を用いて形成されている。非入力領域16に配置された引出配線23には、Cu、Ag、Au等の金属材料を用いることができる。
【0029】
なお、電極22の形状や配置、または、引出配線23の引出方法は、
図2に示すものに限定されない。電極22が菱形形状、多角形状で形成された構成や、引出配線23が各電極22から異なる方向へ引き出される構成であっても、本発明を適用できる。
【0030】
図1に示すように、第2の基材31には上部導体層32が設けられており、入力面11a側から侵入する電磁ノイズを遮蔽することができる。
図1及び
図3に示すように、上部導体層32は、第2の基材31の非入力領域16において額縁状に設けられており、第1の基材21の非入力領域16に配置された引出配線23と重なる位置に設けられている。また、上部導体層32は、入力領域15において、引出配線23と重なる位置に設けられており、電極22と重なる位置には開口部33が設けられている。つまり、開口部33が設けられていない部分の上部導体層32は、格子状に設けられている。これにより、電磁ノイズが入力面11a側から侵入した場合に、上部導体層32により電磁ノイズが遮蔽されて入力装置1の誤検出の発生を防止できる。
【0031】
また、
図1に示すように、第1の基材21の下方に配置された第3の基材41には、下部導体層42が設けられている。下部導体層42は、液晶ディスプレイなどの表示装置(図示しない)からの電磁ノイズを遮蔽するために設けられており、第3の基材41の全面に設けられる。なお、上部導体層32及び下部導体層42は、グラウンドに接地する、若しくは所定の電位にするために、それぞれ第2の接続端子38、第3の接続端子48を介してフレキシブルプリント基板45に接続される
上部導体層32及び下部導体層42は、ITO、SnO
2、ZnO等の透光性を有する透明導電材料を用いて、スパッタや蒸着などの薄膜法により形成される。また、Agナノワイヤ、Agナノチューブ、カーボンナノチューブ、PEDOTのいずれかを有するインクを用いて印刷法により形成することも可能である。また、
図1に示すように、非入力領域16の上部導体層32及び下部導体層42には、導電性の高い金属層32a、金属層42aを用いてシールド効果を高めることもできる。なお、非入力領域16には加飾層12が設けられているため、金属層32a及び金属層42aが操作者から視認されることがない。
【0032】
図4は、
図1に示す入力装置1を組み立てたときの部分拡大平面図であり、特に、
図3に示す一点鎖線Aで囲む領域について拡大して示す。
図5は、
図4のV−V線で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。本実施形態において、
図5に示すように、第1の基材21、第2の基材31、第3の基材41及び表面パネル11は粘着層17、18、19を介して貼り合わされている。
【0033】
図5に示すように、上部導体層32は引出配線23に対して入力面11a側に配置されており、また、
図4に示すように、平面視において引出配線23を覆って配置される。これにより、電磁ノイズが入力面11a側から侵入した場合に、上部導体層32により電磁ノイズを遮蔽して、引出配線23に電磁ノイズが重畳することを防止できる。よって、入力装置1の誤検出が防止される。
【0034】
さらに、上部導体層32を所定の電位に制御する等の方法により、引出配線23と上部導体層32との間に発生する静電容量を所定の値に制御することができる。引出配線23において形成される静電容量は、入力操作の検出に寄与しない静電容量成分である。よって、引出配線23において形成される静電容量を所定の値に制御することで、電極22の検出感度を効果的に向上させることができ、入力面11aに触れずに入力操作を実行できる高感度な入力装置1が得られる。
【0035】
図4及び
図5に示すように、電極22と重なる位置において上部導体層32には開口部33が設けられている。そして、開口部33には、透光性を有する複数のダミー導体層34aが設けられている。
図5に示すように、上部導体層32及びダミー導体層34aは、第2の基材31の同一面上に形成されている。
【0036】
図4に示すように、開口部33は、電極22の平面形状と相似形状に形成されており、電極22の面積よりもわずかに小さい面積を有して開口部33が形成されている。従って、上部導体層32は、平面視において、電極22の周縁部に重なって配置されている。こうすることで、第1の基材21と第2の基材31とを貼り合わせる際など、位置ずれが生じた場合であっても、上部導体層32によって確実に引出配線23を覆うことが可能であり、外部から侵入する電磁ノイズを確実に遮蔽できる。
【0037】
また、
図4に示すように、複数のダミー導体層34aは、それぞれ四角形状の個片のダミー導体層34aであり、上部導体層32に対して離間して配置されて、かつ、複数のダミー導体層34a同士が互いに離間して配置されている。
図4に示すように、X1−X2方向において隣り合う複数のダミー導体層34a同士は、いずれも距離d1を設けて等間隔に配列されている。同様に、Y1−Y2方向において隣り合う複数のダミー導体層34a同士は、いずれも距離d2を設けて等間隔に配列されている。距離d1は、ダミー導体層34aのX1−X2方向における寸法と同程度の大きさであり、距離d2は、ダミー導体層34aのY1−Y2方向における寸法と同程度の大きさである。
【0038】
このように、開口部33に複数のダミー導体層34aが設けられているため、ダミー導体層34aを含む開口部33全体の透光率と、上部導体層32が設けられた領域の透光率との差を小さくすることができる。また、
図4に示すように、複数のダミー導体層34aが等間隔に配置されているため、開口部33の内側における透光率のばらつきが抑えられる。よって、上部導体層32が操作者によって視認されることを防止することができる。
【0039】
また、複数のダミー導体層34aが互いに離間して配置されて、個々のダミー導体層34aが小さい面積を有しているため、
図11に示す比較例の入力装置210のように大きな面積を有する一つのダミー導体層234を設ける場合に比べて、上部導体層32とダミー導体層34aとの静電容量結合が抑制され、かつ、ダミー導体層34a同士の静電容量結合も抑制される。よって、電極22の入力面11a側に配置されたダミー導体層34aが、シールドとして機能することを防いで、入力装置1の検出感度の低下を抑制することができる。
【0040】
従って、本実施形態の入力装置1によれば、検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線23を覆って配置された上部導体層32が操作者から視認されることを防止できる。
【0041】
また、本実施形態において、ダミー導体層34aは、上部導体層32と同じ材料を用いて形成されており、ITO、SnO
2、ZnO等の透明導電材料が用いられる。これによれば、ダミー導体層34aが上部導体層32と同じ材料で形成されているため、上部導体層32とダミー導体層34aとの透光率を同等にすることができ、上部導体層32が視認されることを防止できる。また、上部導体層32とダミー導体層34aとを同一の薄膜工程で形成することができ、実際的である。例えば、ITOを用いて20nm〜100nm程度の薄膜を形成した場合には、透光率75%〜95%程度の上部導体層32及びダミー導体層34aが得られる。
【0042】
また、
図4に示すように、開口部33において、複数のダミー導体層34aは距離d1、d2を設けて配置されているため、複数のダミー導体層34aの合計面積よりも、複数のダミー導体層34aが形成されていない開口部33の面積が大きくなっている。すなわち、ダミー導体層34aの面積が小さいため、上部導体層32とダミー導体層34aとの静電容量結合が効果的に低減される。よって、ダミー導体層34aが、シールドとして機能することを防いで、入力装置1の検出感度の低下を抑制することができる。
【0043】
なお、本実施形態の入力装置1の構成は、
図1から
図5に示すものに限定されない。例えば、表面パネル11は、
図1に示すような平板状に限定されず、曲面を有する立体的な表面形状を有する表面パネル11を用いて、各基材21、31、41を貼り合わせることもできる。また、電極22と、上部導体層32及びダミー導体層34とは、異なる基材に設けられているが、同一の基材の上に電極22を形成し、絶縁層を介して上部導体層32及びダミー導体層34を形成する構成であっても良い。
【0044】
図6は、本実施形態の第1の変形例の入力装置を示す部分拡大平面図であり、特に、開口部33において配置された複数のダミー導体層34について示す。
図4に示す実施形態の入力装置1では、複数のダミー導体層34a同士が等間隔に配列されている。これに対し、第1の変形例の入力装置2は、
図6に示すように、ダミー導体層34同士の間隔、及び上部導体層32とダミー導体層34との間隔を異ならせている。
【0045】
図6に示すように、本変形例の入力装置2では、開口部33の中央部付近の複数のダミー導体層34b同士の距離d3よりも、開口部33の周縁部における上部導体層32とダミー導体層34cとの距離d4が大きくなっている。こうすれば、
図4に示す入力装置1と比較して、上部導体層32とダミー導体層34cとの静電容量結合を低減させることができる。よって、本変形例によれば、ダミー導体層34がシールドとして機能することを防止して、入力装置2の検出感度を向上させる場合に効果的である。
【0046】
なお、開口部33の中央部付近のダミー導体層34b、34bの距離を小さくすることで、開口部33の中央部付近の透光率を調整して、開口部33全体の透光率と上部導体層32の透光率との差を小さくすることができる。これにより、上部導体層32が操作者に視認されることを防止して視認性を向上させることが可能である。
【0047】
図7は、本実施形態の第2の変形例の入力装置を示す部分拡大平面図であり、特に、開口部33において配置された複数のダミー導体層34について示す。
図7に示すように、本変形例の入力装置3は、複数のダミー導体層34が異なる面積を有して形成されている点が異なる。
【0048】
図7に示すように、本変形例の入力装置3は、開口部33の中央部に位置するダミー導体層34dの面積よりも、開口部33の周縁部において上部導体層32に隣り合って位置するダミー導体層34hの面積が小さく形成されている。特に、開口部33の中央部から周縁部に向かうに従って、ダミー導体層34d、34e、34f、34g、34hの順に面積が徐々に小さくなるように、各ダミー導体層34d〜34hが形成されている。
【0049】
本変形例の入力装置3によれば、ダミー導体層34d〜34hの面積を異ならせて、上部導体層32に隣り合うダミー導体層34hの面積を小さくすることで、上部導体層32とダミー導体層34hとの静電容量結合を効果的に低減させることができる。よって、入力装置3の検出感度を向上させる場合に有効である。なお、開口部33の中央部に位置するダミー導体層34d、34eの面積を大きくすることにより、開口部33全体としての透光率と上部導体層32の透光率との差を小さくすることができる。よって、上部導体層32が操作者に視認されることを防止して、視認性を向上させることが可能である。
【0050】
図8は、本実施形態の第3の変形例の入力装置を示す部分拡大平面図である。ダミー導体層34は、
図4〜
図7に示す個片状のものに限定されるものではなく、
図8に示すように、ダミー導体層35a〜35dが枠状に形成されていても良い。なお、
図8では、見やすくするために、ダミー導体層35a〜35dに斜線を付して示している。
【0051】
本変形例の入力装置4は、
図8に示すように、開口部33の中央部に配置された四角形状のダミー導体層35a、ダミー導体層35aを囲むダミー導体層35b、ダミー導体層35bの外側を囲むダミー導体層35c、更に外側に配置されたダミー導体層35dを有する。ダミー導体層35a〜35dは、互いに離間するとともに、上部導体層32に離間して配置される。このように、複数のダミー導体層35a〜35dを設けることにより、上部導体層32が設けられた領域の透光率と、開口部33の全体の透光率との差を小さくして、上部導体層32が視認されることを防止できる。
【0052】
図8に示すように、上部導体層32に隣り合うダミー導体層35dは、ダミー導体層35dの内周側に配置されたダミー導体層35b、35cに比べて幅細に形成されている。また、上部導体層32とダミー導体層35dとの距離は、ダミー導体層35a〜35d同士の距離よりも大きくなっている。よって、ダミー導体層35dと上部導体層32との静電容量結合を低減させることができるため、ダミー導体層35a〜35dがシールドとして機能することを抑制して、検出感度を向上させることができる。
【0053】
従って、本変形例においても、入力装置4の検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線23を覆って配置された上部導体層32が操作者から視認されることを防止することができる。
【0054】
図4〜
図8に示す入力装置1〜4において、ダミー導体層34、35は、開口部33と相似形状である四角形状、または四角形の枠状に形成されているが、これに限定されない。
図9は、本実施形態の第4の変形例の入力装置を示す部分拡大平面図である。
図9に示すように、本変形例の入力装置5において、複数のダミー導体層36は菱形形状に形成されている。この場合であっても、
図4に示す入力装置1と同様に、検出感度の低下を抑制すると共に、引出配線23を覆って配置された上部導体層32が操作者から視認されることを防止することができる。なお、ダミー導体層36は、三角形、多角形、円形など他の形状であっても同様の効果が得られる。
【0055】
また、開口部33において、複数のダミー導体層36の形状、大きさ、配置をランダムに異ならせることもできる。こうすれば、複数のダミー導体層36を規則的に配置する場合に比べて、ダミー導体層36の配列規則性が失われることにより、操作者からダミー導体層36が視認されにくくなり、下層にくる表示装置(液晶ディスプレイ等)からの画像の均一な視認性をより向上させることができる。